DE102017126365A1 - Apparatus and method for producing a zeolite - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (PR) zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenigen Millimetern, aus mindestens einem einen templathaltigen Zeolith umfassenden Rohstoffmaterial (RM), umfassend
- mindestens einen Brenner (1) und eine sich an den Brenner (1) anschließende Brennkammer (2) zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms (HGS),
- eine sich an die Brennkammer (2) anschließende Reaktionsraumanordnung (5),
- einen zwischen der Brennkammer (2) und der Reaktionsraumanordnung (5) angeordneten Aufgabeort (AO) zur Aufgabe des Rohstoffmaterials (RM).
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Detemplatisierung eines Zeoliths.

Figure DE102017126365A1_0000
The invention relates to a device (PR) for the detemification of a zeolite, in particular for the production of nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles (P), for example having an average particle size of 10 nm to a few millimeters, comprising at least one raw material material (RM) comprising a templated zeolite
at least one burner (1) and a combustion chamber (2) adjoining the burner (1) for generating a pulsating hot gas flow (HGS),
a reaction space arrangement (5) adjoining the combustion chamber (2),
- A between the combustion chamber (2) and the reaction space arrangement (5) arranged task location (AO) for the task of raw material (RM).
The invention further relates to a method for the detemification of a zeolite.
Figure DE102017126365A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von feinteiligen, insbesondere nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln.The invention relates to a device for the detemification of a zeolite, in particular for the production of finely divided, in particular nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von feinteiligen, insbesondere nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln.The invention furthermore relates to a process for the deplating of a zeolite, in particular for the production of finely divided, in particular nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline, detemplated zeolite particles.

Solche Zeolith-Partikel weisen typischerweise eine mittlere Partikel- oder Korngröße von 10 nm bis zu wenigen Millimetern auf.Such zeolite particles typically have an average particle or grain size of 10 nm to a few millimeters.

Zeolithe sind kristalline Alumosilikate, die in zahlreichen Modifikationen in der Natur vorkommen, aber auch synthetisch hergestellt werden können. Das heißt, Zeolithe sind Gerüstsilikate, die sich durch Hohlräume in der kristallinen Struktur auszeichnen. Die allgemeine chemische Summenformel für Zeolithe ist Me2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O, wobei Me für Alkali- oder Erdalkalimetalle und n für deren Wertigkeit steht. Alkali- und Erdalkaliionen werden zum Ladungsausgleich für den Einbau des dreiwertigen Al3+-Ions in das aus vierwertigem Si4+-Ionen gebildete SiO2-Gitter benötigt. Jene sind nur lose an das Gitter gebunden und können leicht ausgetauscht werden. Die Ionenaustauschfähigkeit wird technisch zum Beispiel für die Wasserenthärtung genutzt. Werden die Alkali- und Erdalkaliionen gegen Protonen ausgetauscht, können Zeolithe auch als feste Brønsted-Säuren für z. B. säurekatalysierte Reaktionen eingesetzt werden.Zeolites are crystalline aluminosilicates that are found in many modifications in nature, but can also be produced synthetically. That is, zeolites are framework silicates characterized by voids in the crystalline structure. The general chemical formula for zeolites is Me 2 / n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O, where Me stands for alkali metals or alkaline earth metals and n for their valency. Alkali and alkaline earth ions are needed to charge balance for the incorporation of the trivalent Al 3+ ion in the formed of tetravalent Si 4+ ions SiO 2 lattice. Those are only loosely tied to the grid and can be easily exchanged. The ion exchange capacity is used technically, for example for water softening. If the alkali and alkaline earth ions are exchanged for protons, zeolites can also be used as solid Brønsted acids for z. B. acid-catalyzed reactions can be used.

Je nach Struktur der Zeolithe umfassen diese unterschiedlich große Hohlräume und Fenster in eine oder mehrere Raumrichtungen. Eine Porosität der Zeolithe erlaubt es, größenselektiv Gase und Dämpfe aufzunehmen und wieder abzugeben. Depending on the structure of the zeolites, these include cavities and windows of different sizes in one or more spatial directions. A porosity of the zeolites makes it possible to absorb and release gases and vapors in a size-selective manner.

Neben der größenselektiven Adsorption ist aber auch eine Polarität von großer Bedeutung. Diese wird maßgeblich durch den Aluminium-Anteil im Gitter und einer damit verbundenen Ausbildung polarer Zentren bestimmt. Polare Gasmoleküle, wie z.B. CO2 und H2O, adsorbieren dann bevorzugt und besonders stark an diesen Plätzen. Aluminiumreiche Zeolithe sind folglich besonders adsorptionsselektiv und weisen hydrophile Eigenschaften auf.In addition to the size-selective adsorption but also a polarity of great importance. This is largely determined by the aluminum content in the lattice and an associated formation of polar centers. Polar gas molecules, such as CO 2 and H 2 O, then adsorb preferentially and particularly strongly at these sites. Aluminum-rich zeolites are therefore particularly adsorption-selective and have hydrophilic properties.

Durch Substitution der Gerüstionen (Si, Al) gegen z. B. Ge, Ti, Sn, Se, Hg etc. können auch modifizierte Zeolithe, wie z. B. germaniumhaltige oder titanhaltige (z. B. Titaniumsilikalith TS) Zeolithe synthetisiert werden. Bei vollständiger Substitution von Silizium und Aluminium spricht man von Zeolithanaloga. Wird die Gerüststruktur vollständig oder teilweise durch Aluminium- und Phosphorionen aufgebaut, entstehen die bekannten Zeolithanaloga der AlPOs und SAPOs.By substitution of the framework ions (Si, Al) against z. As Ge, Ti, Sn, Se, Hg, etc. can also be modified zeolites, such as. For example, germanium-containing or titanium-containing (eg, titanium silicalite TS) zeolites can be synthesized. Full substitution of silicon and aluminum is called zeolite analogues. If the framework structure is completely or partially built up by aluminum and phosphorus ions, the known zeolite analogues of AlPOs and SAPOs are formed.

Eine Vielzahl von Zeolithen und Zeolithanaloga können nur mit Hilfe organischer Templatmoleküle synthetisiert werden. Templatmoleküle sind strukturdirigierende Agenzien, die bei der Zeolithsynthese die Anordnung der Gitterbausteine unterstützen. Typische Template sind häufig organische Ammoniumhydroxide und -salze, wie zum Beispiel Tetrapropylammoniumhydroxid (TPAOH), Tetrapropylammoniumbromid (TPABr), Tetraethylammoniumhydroxid (TEAOH) etc. aber auch Substanzen wie z.B. Kronenether und Morpholin. Die Template verbleiben nach der Synthese im Zeolithkäfig. Soll der Käfig zugänglich werden, müssen die Template entfernt werden (Detemplatisierung). Dies geschieht zumeist durch Pyrolyse und Oxidation. Die Temperaturen werden dabei so gewählt, dass die thermische Zersetzung des Templates weitestgehend abgeschlossen ist, der Zeolith jedoch möglichst minimalem thermischen Stress ausgesetzt ist. Häufig werden Temperaturen zwischen 400°C und 500°C gewählt. Als Aggregat finden in der Technik oft Rohröfen Anwendung. Die Erhitzung des Zeolithmateriales kann alternativ auch durch Mikrowellenbehandlung erfolgen. Des Weiteren sind schonende Detemplatisierungsverfahren, wie die Behandlung mit H2O2 oder Ozon bekannt, die jedoch technisch nicht eingesetzt werden. A variety of zeolites and zeolite analogues can only be synthesized using organic template molecules. Template molecules are structure-directing agents that support the arrangement of lattice building blocks during zeolite synthesis. Typical templates are often organic ammonium hydroxides and salts, such as tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH), tetrapropylammonium bromide (TPABr), tetraethylammonium hydroxide (TEAOH) etc. but also substances such as crown ethers and morpholine. The templates remain in the zeolite cage after synthesis. If the cage is to be accessible, the templates must be removed (detemplating). This is usually done by pyrolysis and oxidation. The temperatures are chosen so that the thermal decomposition of the template is largely completed, but the zeolite is exposed to the least possible thermal stress. Frequently, temperatures between 400 ° C and 500 ° C are selected. As an aggregate tube furnaces are often used in the art. The heating of the zeolite material may alternatively be carried out by microwave treatment. Furthermore, gentle detemplation methods, such as the treatment with H 2 O 2 or ozone are known, but which are not used technically.

Feinteilige Zeolithe sind besonders interessant, da Atome oder Moleküle, die Teil einer Oberfläche sind, andere elektronische und chemische Eigenschaften als ihre Atome oder Moleküle im Materialinneren haben. Je kleiner ein Partikel ist, desto höher ist sein Anteil an Oberflächenatomen. Entsprechend können sehr feinteilige Materialien, besonders Nanopartikel, ganz andere mechanische, elektronische, chemische oder optische Eigenschaften haben als chemisch - mineralogisch identische größere Partikel und machen sie deshalb für spezifische Anwendungen besonders interessant. Darüber hinaus gestatten feinteilige Partikel bei Abscheidung als Schicht die Herstellung besonders dünner Schichten.Finely divided zeolites are particularly interesting because atoms or molecules that are part of a surface have different electronic and chemical properties than their atoms or molecules inside the material. The smaller a particle is, the higher its content of surface atoms. Accordingly, very finely divided materials, especially nanoparticles, can have quite different mechanical, electronic, chemical or optical properties than larger, chemically and mineralogically identical particles, making them particularly interesting for specific applications. In addition, finely divided particles allow the production of particularly thin layers when deposited as a layer.

Zur Herstellung von feinteiligen Pulvern haben sich im Wesentlichen die folgenden Herstellungsverfahren etabliert:

  • - Chemische Herstellung in Lösungen (z.B. Sol-Gel-Methode, hydrothermale Synthese etc.);
  • - Herstellung im Plasma oder Herstellung aus der Gasphase (Aerosolprozess).
For the production of finely divided powders, essentially the following production processes have been established:
  • - Chemical preparation in solutions (eg sol-gel method, hydrothermal synthesis, etc.);
  • - Production in plasma or production from the gas phase (aerosol process).

Je nach Einsatzgebiet der Nanoteilchen ist meist eine genau definierte und enge Partikelgrößenverteilung erforderlich. Abhängig von der chemischen Natur der gewünschten Nanoteilchen eignet sich das eine oder andere Verfahren besser, um ein gutes Ergebnis zu erreichen. Meist liefern Verfahren in Lösung oder Verfahren der Selbstorganisierung die besten Ergebnisse, sind aber großtechnisch nur schwer oder gar nicht durchführbar.Depending on the field of application of the nanoparticles, a well-defined and narrow particle size distribution is usually required. Depends on the chemical nature of the desired nanoparticles, one or the other method is better suited to achieve a good result. In most cases, solution or self-assembly methods provide the best results, but are difficult or impossible to do on a large scale.

Aus der WO 02/072471 bzw. aus der DE 10 2004 044 266 A1 sind Pulsationsreaktoren zur Herstellung feinteiliger Pulver bekannt.From WO 02/072471 or from the DE 10 2004 044 266 A1 pulsation reactors for the production of finely divided powders are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von feinteiligen, beispielsweise nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln, anzugeben. The invention is based on the object to provide an improved apparatus and an improved method for the detemination of a zeolite, in particular for the production of finely divided, for example nano- and / or micro-scale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the device, the object is achieved by the features specified in claim 1 and in terms of the method by the features specified in claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis zu wenigen Millimetern, aus mindestens einem einen templathaltigen Zeolith umfassenden Rohstoffmaterial, umfasst mindestens einen Brenner und eine sich an den Brenner anschließende Brennkammer zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms. An die Brennkammer schließt sich eine Reaktionsraumanordnung an, wobei zwischen der Brennkammer und der Reaktionsraumanordnung ein Aufgabeort zur Aufgabe des Rohstoffmaterials angeordnet ist.The device according to the invention for the detemification of a zeolite, in particular for the production of nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles, for example having an average particle size of 10 nm to a few millimeters, comprising at least one templathaltigen zeolite Raw material material includes at least one burner and a combustion chamber adjoining the burner for generating a pulsating hot gas flow. The combustion chamber is adjoined by a reaction space arrangement, wherein a task location for discharging the raw material material is arranged between the combustion chamber and the reaction space arrangement.

Unter nanoskaligen Partikeln, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, werden insbesondere Partikel im Nanobereich gemäß DIN SPEC 1121 (DIN ISO/TS 27687) verstanden, die beispielsweise Korn- oder Partikelgrößen im Bereich von 10 nm bis 120 nm, insbesondere im Bereich von 20 nm bis 100 nm, beispielsweise von 40 nm bis 80 nm, aufweisen. Unter nanokristallinen Partikeln, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, werden insbesondere Partikel verstanden, deren Korn aus mehreren kleinen Kristallen gebildet ist und eine Korn- oder Partikelgröße von wenigen Millimetern, insbesondere von kleiner 8 mm, insbesondere kleiner 5 mm oder 3 mm, aufweisen. Auch können unter feinteiligen Partikeln nanokristalline Partikel mit einer Partikelgröße von < 20 µm verstanden werden. Darüber hinaus kann verstanden werden, dass Nanopartikel, insbesondere so genannte nanoskalige Partikel, auf Partikel größen im Nanobereich bezogen sind, wobei nanokristalline Partikel eine im Vergleich größere Partikelgröße aufweisen können. Die nanokristallinen Partikel kennzeichnen sich durch beispielsweise eine polykristalline Struktur, bei welcher die Kristalle Größenanordnungen im Nanobereich aufweisen können. Diese Stoffe können ebenso differenzierte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere sind beide Partikelarten abhängig vom Eingangsmaterial erzeugbar.Nanoscale particles which are produced in the apparatus described above are in particular nanoscale particles according to DIN SPEC 1121 (DIN ISO / TS 27687) which, for example, have particle sizes in the range from 10 nm to 120 nm, in particular in the range from 20 nm to 100 nm, for example from 40 nm to 80 nm. Nanocrystalline particles which are produced in the device described above are in particular understood to mean particles whose grain is formed from a plurality of small crystals and have a particle size of a few millimeters, in particular less than 8 mm, in particular less than 5 mm or 3 mm, respectively. Also, finely divided particles may be understood to mean nanocrystalline particles having a particle size of <20 μm. In addition, it can be understood that nanoparticles, in particular so-called nanoscale particles, are based on particle sizes in the nanoscale, with nanocrystalline particles having a comparatively larger particle size. The nanocrystalline particles are characterized by, for example, a polycrystalline structure in which the crystals can have size arrangements in the nanoscale. These substances can also have differentiated properties. In particular, both types of particles can be generated depending on the input material.

Das Rohstoffmaterial wird beispielsweise in Form eines Feststoffs, einer Lösung oder Suspension aufgegeben. Dabei kann die Aufgabe des Rohstoffmaterials je nach Ausführung an unterschiedlichen Aufgabeorten erfolgen.The raw material material is given up, for example, in the form of a solid, a solution or suspension. The task of the raw material can be done depending on the design at different places.

Unter dem Reaktionsraum wird insbesondere jenes Anlagen- oder Reaktorraumvolumen, wie beispielsweise Rohr-, Behälter- und/oder Leitungsvolumen, vom Aufgabeort des Rohstoffmaterials bis hin zur Abkühlung des Materials vor einer Abscheidung oder einem Filtern der hergestellten Partikel verstanden.The reaction space is understood to be, in particular, that plant or reactor space volume, such as, for example, pipe, container and / or pipe volume, from the point of application of the raw material to cooling of the material prior to separation or filtering of the produced particles.

Bei einer Verwendung herkömmlicher, aus dem Stand der Technik bekannter Vorrichtungen, ist eine Durchführung einer Detemplatisierung von Zeolithen, d. h. einem Entfernen von Templaten aus Zeolithen, sehr aufwendig und muss in mehreren separaten Arbeitsgängen und damit verbundenen Unterbrechungen durchgeführt werden. Insbesondere weisen genannten Verfahren Limitierungen auf, wenn besonders feinteilige Zeolithe, insbesondere Zeolithnanopartikel, detemplatisiert werden sollen. Diese Limitierungen betreffen beispielsweise ein Austragen der feinen Partikel aus einer heißen Zone, beispielsweise in einem Rohrofen, eine ungenügende Durchströmung von Pulverbetten, beispielweise in einem Muffelofen und/oder bei einer H2O2- oder Ozonbehandlung, eine unzureichende Eindringtiefe in Pulverbetten, beispielsweise bei Verwendung einer Mikrowelle. Eine weitere Herausforderung stellt das Auftreten von schlagartigen Verbrennungsreaktionen und eine damit einhergehende Ausbildung heißer Zonen, so genannter Hot Spots, dar. Eine Wahrscheinlichkeit für Hot Spots steigt mit sich reduzierendem Partikeldurchmesser. Die in den Hot Spots auftretenden Übertemperaturen führen zur Zerstörung der Zeolithnanopartikel und zu deren Aggregation und damit zu einem Verlust des nanopartikulären Charakters.Using conventional prior art devices, performing zeolite detemplation, ie, removing zeolite templates, is very expensive and must be performed in several separate operations and associated breaks. In particular, said processes have limitations if particularly finely divided zeolites, in particular zeolite nanoparticles, are to be detembled. These limitations relate, for example, to discharging the fine particles from a hot zone, for example in a tube furnace, insufficient flow of powdered beds, for example in a muffle furnace and / or H 2 O 2 or ozone treatment, an insufficient penetration depth in powder beds, for example Use of a microwave. Another challenge is the occurrence of sudden combustion reactions and the associated formation of hot zones, so-called hot spots. A probability of hot spots increases with reducing particle diameter. The excessive temperatures occurring in the hot spots lead to the destruction of zeolite nanoparticles and their aggregation and thus to a loss of the nanoparticulate character.

In besonders überraschender Weise kann die Detemplatisierung des Zeoliths kontinuierlich in einem einzigen Arbeitsgang innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund deren Funktionsweise als Pulsationsreaktor erfolgen. Aufgrund der Verwendung des Pulsationsreaktors ist dabei gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, beispielsweise einem Drehrohrofen, in vorteilhafter Weise eine Behandlung von Einzelteilchen, d. h. der einzelnen Partikel, möglich. Hierbei sind auch Prozesstemperaturen von mehr als 500 °C möglich, ohne dass eine Schädigung des Zeoliths erfolgt. Des Weiteren wird im Gegensatz zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Detemplatisierung in einer Mikrowelle, einem Drehrohrofen oder einem Muffelofen, in welchen eine plötzliche Verbrennung und Zersetzung der Template erfolgt, aufgrund der Verwendung des Pulsationsreaktors eine Entstehung so genannter Hot Spots und eine Schädigung der kristallinen Struktur des Zeoliths durch austretende Gase vermieden. Dies resultiert insbesondere aus einer relativ kurzen Verweilzeit des Zeoliths in der Vorrichtung und der dabei in kurzer Zeit stattfindenden Erhitzung und Abkühlung. Aufgrund der Pulsation des Heißgasstroms wird hierbei ein besonders hoher Stoff- und Wärmetransport erreicht, aufgrund dessen die Schädigung des Zeoliths vermieden wird. Gleichzeitig erfolgt jedoch eine vollständige Verbrennung des zumindest einen Templats. Somit ist die Detemplatisierung des Zeoliths vollständig sowie besonders schnell, einfach und zuverlässig durchführbar. Ein mikro- oder nanokristalliner Charakter des Zeoliths wird dabei in vorteilhafter Weise beibehalten.In a particularly surprising manner, the detemplation of the zeolite can be carried out continuously in a single operation within the apparatus according to the invention due to their mode of operation as a pulsation reactor. Due to the use of Pulsationsreaktors is opposite From the prior art known devices, such as a rotary kiln, advantageously a treatment of individual particles, ie the individual particles possible. Here, process temperatures of more than 500 ° C are possible without causing damage to the zeolite. Furthermore, in contrast to a known from the prior art detemplation in a microwave, a rotary kiln or a muffle furnace, in which occurs a sudden combustion and decomposition of the template, due to the use of Pulsationsreaktors formation of so-called hot spots and damage to the crystalline structure of the zeolite avoided by leaking gases. This results in particular from a relatively short residence time of the zeolite in the device and thereby taking place in a short time heating and cooling. Due to the pulsation of the hot gas flow in this case a particularly high mass and heat transport is achieved, due to which the damage to the zeolite is avoided. At the same time, however, complete combustion of the at least one template takes place. Thus, the depletion of the zeolite is complete and very fast, easy and reliable feasible. A micro- or nanocrystalline character of the zeolite is maintained in an advantageous manner.

Hierbei werden bei der Detemplatisierung insbesondere Glühverluste von weniger als 10 Gew.%, ein Kohlenstoffgehalt im detemplatisierten Zeolith von weniger als 0,1 Gew.% bei Beibehaltung der Kristallstruktur des Zeoliths realisiert.In this case, in the case of detemplation, in particular annealing losses of less than 10% by weight, a carbon content in the detemplated zeolite of less than 0.1% by weight, while maintaining the crystal structure of the zeolite, are realized.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Reaktionsraumanordnung einen als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraum. Beispielsweise umfasst das Resonanzrohr einen kreisrunden Querschnitt, wodurch insbesondere eine gleichmäßige Zerstäubung des zuzuführenden Materials im Heißgasstrom und eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung über den Querschnitt ermöglicht werden kann.According to one possible embodiment of the device, the reaction space arrangement comprises a reaction space designed as a resonance pipe. For example, the resonance tube comprises a circular cross-section, which in particular a uniform atomization of the material to be supplied in the hot gas stream and a particularly uniform temperature distribution over the cross section can be made possible.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform der Vorrichtung ist die Brennkammer als ein Brennraum ausgebildet, dessen Abmessungen, insbesondere dessen Durchmesser, größer ist als Abmessungen, insbesondere der Durchmesser des Resonanzrohres. Bei der Auswahl bestimmter Geometrien der Brennkammer und des Reaktionsraumes, insbesondere des Resonanzrohres, kann die Pulsationen des Heißgasstromes verstärkt werden.In an alternative or additional embodiment of the device, the combustion chamber is designed as a combustion chamber whose dimensions, in particular its diameter, is greater than dimensions, in particular the diameter of the resonance tube. When selecting certain geometries of the combustion chamber and the reaction space, in particular the resonance tube, the pulsations of the hot gas stream can be amplified.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Reaktionsraumanordnung einen weiteren Reaktionsraum, welcher dem Reaktionsraum nachgeschaltet ist. Dieser weitere Reaktionsraum ermöglicht eine verlängerte Verweilzeit des Heißgasstroms mit dem Zeolith in der Reaktionsraumanordnung und somit eine vollständige Detemplatisierung. Dabei können die beiden Reaktionsräume einen einheitlichen Reaktionsraum bilden.According to another possible embodiment of the device, the reaction space arrangement comprises a further reaction space, which is connected downstream of the reaction space. This further reaction space allows a prolonged residence time of the hot gas stream with the zeolite in the reaction space arrangement and thus complete detemplation. The two reaction spaces can form a uniform reaction space.

Zur Abscheidung der Partikel als Reaktionsprodukt, d. h. des partikelförmigen detemplatisierten Zeoliths, aus dem Heißgasstrom ist gemäß einer möglichen Weiterbildung der Vorrichtung der Reaktionsraumanordnung eine geeignete Abscheidevorrichtung für feinteilige Partikel oder Feinstpartikel nachgeschaltet.For the separation of the particles as a reaction product, d. H. of the particulate detemplated zeolite, according to a possible development of the device of the reaction space arrangement, a suitable separation device for finely divided particles or ultrafine particles is connected downstream of the hot gas stream.

In einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Abscheidevorrichtung eine Abgasnachbehandlung, welche beispielsweise zumindest einen Wäscher und zumindest ein Gebläse umfasst, nachgeschaltet ist, mittels welcher eine Reinigung eines entstehenden Abgases realisiert werden kann.In one possible embodiment of the device, it is provided that the separation device is followed by an exhaust gas aftertreatment, which comprises, for example, at least one scrubber and at least one blower, by means of which a purification of an emerging exhaust gas can be realized.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis zu wenigen Millimetern, aus mindestens einem einen templathaltigen Zeolith umfassenden Rohstoffmaterial mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder Ausgestaltungen dieser, wird das Rohstoffmaterial am Aufgabeort einer mittels des Brenners erzeugten Flamme derart zugeführt, dass sich ein das Rohstoffmaterial führender Heißgasstrom bildet. Das Rohstoffmaterial wird im Heißgasstrom in der Reaktionsraumanordnung derart thermisch behandelt, dass zumindest ein Templat zumindest teilweise aus dem templathaltigen Zeolith entfernt wird. Nach Durchströmen der Reaktionsraumanordnung wird der detemplatisierte Zeolith vom Heißgasstrom getrennt.In the method according to the invention for the detemification of a zeolite, in particular for the production of nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles, for example having an average particle size of 10 nm to a few millimeters, of at least one templated zeolite comprehensive raw material material by means of the device according to the invention or embodiments thereof, the raw material is supplied at the point of delivery of a flame generated by the burner such that forms a raw material leading hot gas stream. The raw material is thermally treated in the hot gas stream in the reaction space arrangement such that at least one template is at least partially removed from the templated zeolite. After flowing through the reaction space arrangement, the detemplated zeolite is separated from the hot gas stream.

In besonders überraschender Weise kann die Detemplatisierung des Zeoliths mittels des Verfahrens kontinuierlich in einem einzigen Arbeitsgang aufgrund der Funktionsweise der Vorrichtung als Pulsationsreaktor durchgeführt werden. Hierbei sind auch Prozesstemperaturen von mehr als 500 °C möglich, ohne dass eine Schädigung des Zeoliths erfolgt. Des Weiteren wird im Gegensatz zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Detemplatisierung in einer Mikrowelle, einem Drehrohrofen oder einem Muffelofen, in welchen eine plötzliche Verbrennung und Zersetzung der Template erfolgt, aufgrund der Verwendung des Pulsationsreaktors eine Entstehung so genannter Hot Spots und eine Schädigung der kristallinen Struktur des Zeoliths durch austretende Gase vermieden. Dies resultiert insbesondere aus einer relativ kurzen Verweilzeit des Zeoliths in der Vorrichtung und der dabei in kurzer Zeit stattfindenden Erhitzung und Abkühlung. Aufgrund der Pulsation des Heißgasstroms wird hierbei ein besonders hoher Stoff- und Wärmetransport erreicht, aufgrund dessen die Schädigung des Zeoliths vermieden wird. Gleichzeitig erfolgt jedoch eine vollständige Verbrennung des zumindest einen Templats. Somit wird die Detemplatisierung des Zeoliths vollständig sowie besonders schnell, einfach und zuverlässig durchgeführt. Ein mikro- oder nanokristalliner Charakter des Zeoliths wird dabei in vorteilhafter Weise beibehalten.In a particularly surprising manner, the detemplation of the zeolite by means of the method can be carried out continuously in a single operation due to the functioning of the device as a pulsation reactor. Here, process temperatures of more than 500 ° C are possible without causing damage to the zeolite. Furthermore, in contrast to a known from the prior art detemplation in a microwave, a rotary kiln or a muffle furnace, in which occurs a sudden combustion and decomposition of the template, due to the use of Pulsationsreaktors formation of so-called hot spots and damage to the crystalline structure of the zeolite avoided by leaking gases. This results in particular from a relatively short residence time of the zeolite in the device and the heating taking place in a short time and cooling off. Due to the pulsation of the hot gas flow in this case a particularly high mass and heat transport is achieved, due to which the damage to the zeolite is avoided. At the same time, however, complete combustion of the at least one template takes place. Thus, the depletion of the zeolite is complete and very fast, easy and reliable. A micro- or nanocrystalline character of the zeolite is maintained in an advantageous manner.

Hierbei werden bei der Detemplatisierung insbesondere Glühverluste von weniger als 10 Gew.%, ein Kohlenstoffgehalt im detemplatisierten Zeolith von weniger als 0,1 Gew.% bei Beibehaltung der Kristallstruktur des Zeoliths realisiert.In this case, in the case of detemplation, in particular annealing losses of less than 10% by weight, a carbon content in the detemplated zeolite of less than 0.1% by weight, while maintaining the crystal structure of the zeolite, are realized.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Heißgasstrom mit dem Rohstoffmaterial durch einen als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraum und einen weiteren Reaktionsraum, welcher dem Reaktionsraum nachgeschaltet ist, geleitet und thermisch behandelt. Beispielsweise umfasst das Resonanzrohr einen kreisrunden Querschnitt, wodurch insbesondere eine gleichmäßige Zerstäubung des zuzuführenden Materials im Heißgasstrom und eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung über den Querschnitt ermöglicht werden kann. Aufgrund der Behandlung des Zeoliths in mehreren Reaktionsräumen wird eine verlängerte Verweilzeit des Heißgasstroms mit dem Zeolith in der Reaktionsraumanordnung erzielt und somit eine vollständige Detemplatisierung durchgeführt.According to a possible embodiment of the method, the hot gas stream with the raw material material is passed through a reaction space designed as a resonance tube and another reaction space, which is connected downstream of the reaction space, and thermally treated. For example, the resonance tube comprises a circular cross-section, which in particular a uniform atomization of the material to be supplied in the hot gas stream and a particularly uniform temperature distribution over the cross section can be made possible. Due to the treatment of the zeolite in multiple reaction spaces, a prolonged residence time of the hot gas stream with the zeolite in the reaction space arrangement is achieved and thus a complete detemplation is performed.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird als Rohstoffmaterial der templathaltige Zeolith in Pulverform oder der templathaltige Zeolith in einer Suspension mit Wasser verwendet.According to another possible embodiment of the method, the templated zeolite in powder form or the templated zeolite in a suspension with water is used as raw material.

Gemäß einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens wird in der Reaktionsraumanordnung eine Prozesstemperatur im Bereich von 500°C bis 900°C, beispielsweise von 600 °C bis 900 °C, beispielsweise von 700 °C bis 900 °C, beispielsweise von 700 °C bis 800 °C, eingestellt. Die Einstellung der Prozesstemperatur erfolgt beispielsweise anhand einer Einstellung eines Luft-/Brennstoffgemisches am Eingang des Brenners, wobei die Prozesstemperatur insbesondere derart gewählt wird, dass die Detemplatisierung vollständig erfolgt und eine Schädigung des Zeoliths vermieden wird.According to a possible development of the method, a process temperature in the range from 500 ° C. to 900 ° C., for example from 600 ° C. to 900 ° C., for example from 700 ° C. to 900 ° C., for example from 700 ° C. to 800 ° C., is used in the reaction space arrangement ° C, set. The setting of the process temperature is carried out for example by adjusting an air / fuel mixture at the entrance of the burner, the process temperature is chosen in particular such that the detemplation is complete and damage to the zeolite is avoided.

Eine mögliche Ausgestaltung des Verfahren sieht vor, dass als templathaltiger Zeolith ein Silikalith verwendet wird, welches als Templat Tetrapropylammoniumhydroxid und/oder Tetrapropylammoniumbromid umfasst. Eine weitere mögliche Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Heißgasstrom mit dem detemplatisierten Zeolith nach Durchströmung der Reaktionsraumanordnung gekühlt wird und anschließend der Abscheidevorrichtung zur Trennung des Zeoliths aus dem Heißgasstrom zugeführt wird. Somit kann der detemplatisierte Zeolith als feinteilige Partikel oder Feinstpartikel abgeschieden werden.A possible embodiment of the process envisages using as template-containing zeolite a silicalite which comprises tetrapropylammonium hydroxide and / or tetrapropylammonium bromide as template. Another possible embodiment of the method provides that the hot gas stream is cooled with the detemplated zeolite after flowing through the reaction space arrangement and then the separation device for separating the zeolite from the hot gas stream is supplied. Thus, the detemplated zeolite can be deposited as finely divided particles or Feinstpartikel.

Eine mögliche Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Heißgasstrom nach der Abscheidung einer Reinigung zugeführt wird. Somit kann eine Reinigung eines entstehenden Abgases realisiert werden.A possible development of the method provides that the hot gas stream is supplied after the separation of a cleaning. Thus, a purification of a generated exhaust gas can be realized.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der in dem Heißgasstrom befindliche detemplatisierte Zeolith in der Vorrichtung derart thermisch behandelt, dass sich ein ebenfalls dem Heißgasstrom zugeführter Oberflächenmodifikator an den Zeolith anbindet, und nach Durchströmen der Reaktionsraumanordnung wird der oberflächenmodifzierte Zeolith vom Heißgasstrom getrennt. Eine Aufgabe des Oberflächenmodifaktors erfolgt beispielsweise im weiteren Reaktionsraum. Die Aufgabe kann dabei mittels Verdüsung erfolgen.According to one possible embodiment of the method, the detemplated zeolite in the hot gas stream is thermally treated in the apparatus so that a surface modifier also supplied to the hot gas stream attaches to the zeolite, and after flowing through the reaction space arrangement, the surface-modified zeolite is separated from the hot gas stream. An object of the surface modifier takes place, for example, in the further reaction space. The task can be done by means of atomization.

In besonders überraschender Weise kann die Oberflächenmodifizierung des Zeoliths in einem einzigen Arbeitsgang innerhalb der Vorrichtung aufgrund deren Funktionsweise als Pulsationsreaktor durchgeführt werden. Hierbei sind auch Prozesstemperaturen von mehr als 500 °C möglich, ohne dass eine Schädigung des Oberflächenmodifikators oder ein Verbrennen desselben erfolgt. Dies resultiert insbesondere aus einer relativ kurzen Verweilzeit des Zeoliths und des Oberflächenmodifikators in der Vorrichtung und der dabei in kurzer Zeit stattfindenden Erhitzung und Abkühlung. Aufgrund der Pulsation des Heißgasstroms wird hierbei ein besonders hoher Stoff- und Wärmetransport erreicht, aufgrund dessen die Schädigung und das Verbrennen des Oberflächenmodifikators vermieden werden. Somit kann die Oberflächenmodifizierung des Zeoliths mittels des Verfahrens besonders schnell, einfach und zuverlässig durchgeführt werden.In a particularly surprising manner, the surface modification of the zeolite can be carried out in a single operation within the device due to their operation as a pulsation reactor. In this case, process temperatures of more than 500 ° C are possible without causing damage to the surface modifier or burning the same. This results in particular from a relatively short residence time of the zeolite and the surface modifier in the device and thereby taking place in a short time heating and cooling. Due to the pulsation of the hot gas flow in this case a particularly high mass and heat transport is achieved, due to which the damage and the burning of the surface modifier are avoided. Thus, the surface modification of the zeolite by the method can be carried out particularly quickly, easily and reliably.

Dabei ermöglichen das Verfahren und die Vorrichtung beispielsweise eine erfolgreiche Durchführung einer Modifizierung von Oberflächeneigenschaften von detemplatisierten Zeolithen durch Aufbringen und Anbinden von Polysilanen, Polysilazanen und ähnlichen metallorganischen Verbindungen begrenzter thermischer Stabilität trotz relativ hoher Prozesstemperaturen.For example, the method and apparatus allow for successful modification of surface properties of detemplated zeolites by applying and attaching polysilanes, polysilazanes, and similar organometallic compounds of limited thermal stability despite relatively high process temperatures.

Um die Oberflächenmodifizierung des Zeoliths in einem einzigen Arbeitsgang innerhalb der Vorrichtung besonders schnell, einfach und zuverlässig durchzuführen, wird in einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens in dem Bereich der Vorrichtung, in welchem die Oberflächenmodifizierung erfolgt, eine Prozesstemperatur von 500 °C bis 850 °C, beispielsweise von 550 °C bis 700 °C, beispielsweise von 580 °C bis 670 °C, eingestellt. Die Einstellung der Prozesstemperatur erfolgt beispielsweise anhand einer Einstellung eines Luft-/Brennstoffgemisches am Eingang des Brenners, wobei die Prozesstemperatur insbesondere derart gewählt wird, dass das Lösungsmittel möglichst vollständig verbrennt, keine Verpuffungen stattfinden und der Oberflächenmodifikator nicht beschädigt oder verbrannt wird.In order to perform the surface modification of the zeolite in a single operation within the device particularly quickly, easily and reliably, in a possible development of the method in the region of the device in which the surface modification takes place, a Process temperature of 500 ° C to 850 ° C, for example, from 550 ° C to 700 ° C, for example, from 580 ° C to 670 ° C, adjusted. The setting of the process temperature is carried out for example by adjusting an air / fuel mixture at the entrance of the burner, wherein the process temperature is chosen in particular such that the solvent burns as completely as possible, no deflagrations take place and the surface modifier is not damaged or burned.

Die Oberflächenmodifizierung kann dabei innerhalb der Vorrichtung aus einer Flüssig- und/oder aus einer Gasphase des Rohstoffmaterials erfolgen.The surface modification can be carried out within the device from a liquid and / or from a gas phase of the raw material.

Um eine Hydrophobierung der äußeren Oberfläche des Zeoliths, beispielsweise des Silikaliths, zu erreichen, wird gemäß einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens als Oberflächenmodifikator 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilan verwendet.In order to achieve a hydrophobing of the outer surface of the zeolite, for example of the silicalite, is used according to a possible development of the method as a surface modifier 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Heißgasstrom mit dem oberflächenmodifzierten Zeolith gekühlt und anschließend der Abscheidevorrichtung zur Trennung des oberflächenmodifzierten Zeoliths aus dem Heißgasstrom zugeführt. Somit kann der oberflächenmodifizierte Zeolith als feinteilige Partikel oder Feinstpartikel abgeschieden werden.According to another possible embodiment of the method, the hot gas stream is cooled with the surface-modified zeolite and then fed to the separation device for separating the surface-modified zeolite from the hot gas stream. Thus, the surface-modified zeolite can be deposited as finely divided particles or Feinstpartikel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Darin zeigen:

  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln,
  • 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln und
  • 3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln.
Show:
  • 1 schematically a first embodiment of a device for producing particles,
  • 2 schematically a second embodiment of an apparatus for producing particles and
  • 3 schematically a third embodiment of an apparatus for producing particles.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung PR, insbesondere einen thermischen Reaktor zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nano- und/oder mikrokristallinen Partikeln P. Beispielsweise weisen die aus mindestens einem Rohstoffmaterial RM hergestellten Partikel P im Endprodukt eine nano- und/oder mikrokristalline Struktur und/oder eine nano- und/oder mikroskalige Struktur mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis zu wenigen Millimetern auf. 1 shows a possible first embodiment of a device PR , in particular a thermal reactor for the production of finely divided particles P , in particular of nano- and / or microcrystalline particles P , For example, they have at least one raw material RM produced particles P in the final product a nano- and / or microcrystalline structure and / or a nano- and / or microscale structure with an average particle size of 10 nm to a few millimeters.

Die Vorrichtung PR wird dabei zu einer Detemplatisierung eines templathaltigen Zeoliths, d. h. zu einer Entfernung von Templaten aus einem Zeolith, verwendet. Das heißt, das Rohstoffmaterial RM umfasst mindestens einen templathaltigen Zeolith, beispielsweise ein Silikalith, welches als Templat Tetrapropylammoniumhydroxid und/oder Tetrapropylammoniumbromid umfasst.The device PR is used for a detemplation of a templated zeolite, ie for the removal of templates from a zeolite. That is, the raw material RM comprises at least one templated zeolite, for example a silicalite, which comprises as a template tetrapropylammonium hydroxide and / or tetrapropylammonium bromide.

Der thermische Reaktor ist beispielhaft als ein Pulsationsreaktor ausgebildet, in welchem in einem pulsierenden, schwingenden Heißgasstrom HGS die Partikel P gebildet werden. Hierzu umfasst der thermische Reaktor einen Brenner 1 und eine sich an den Brenner 1 anschließende Brennkammer 2 zur Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms HGS. Dabei werden Verbrennungsgase VG und zumindest ein Brennstoff BS über eine Zuführung 3 gemeinsam oder separat in den Brenner 1 und über diesen in die Brennkammer 2 eingebracht.The thermal reactor is exemplified as a pulsation reactor, in which in a pulsating, oscillating hot gas stream HGS the particles P be formed. For this purpose, the thermal reactor comprises a burner 1 and one to the burner 1 subsequent combustion chamber 2 for generating the pulsating hot gas flow HGS , This will be combustion gases VG and at least one fuel BS via a feeder 3 together or separately in the burner 1 and over this into the combustion chamber 2 brought in.

Als Brennstoff BS wird insbesondere ein brennbares Gas, wie zum Beispiel Erdgas und/oder Wasserstoff, zugeführt. Auch kann ein anderes geeignetes Gas als Brenngas zugeführt werden.As fuel BS In particular, a combustible gas, such as natural gas and / or hydrogen, is supplied. Also, another suitable gas may be supplied as fuel gas.

Als Verbrennungsgas VG wird zum Beispiel Umgebungsluft, Sauerstoff, etc. verwendet. Die zugeführten Verbrennungsgase VG und Brennstoffe BS werden beispielsweise in der Brennkammer 2 gezündet. Die daraus resultierende Flamme pulsiert aufgrund einer selbsterregten periodisch-instationären Verbrennung und erzeugt eine pulsierende Heißgasströmung HGS in der Brennkammer 2. Der pulsierende Heißgasstrom HGS strömt von der Brennkammer 2 strömungsausgangsseitig in eine Reaktionsraumanordnung 5, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel einen beispielsweise als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraum 5.1 und einen diesem nachgeschalteten weiteren Reaktionsraum 5.2 umfasst. Dabei können die beiden Reaktionsräume 5.1 und 5.2 einen einheitlichen Reaktionsraum bilden. Ein Vorrichtungsabschnitt PR' kennzeichnet dabei einen Bereich der Vorrichtung PR, welcher sich von der Zuführung 3 bis zumindest zum Ende des als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraums 5.1 erstreckt.As combustion gas VG For example, ambient air, oxygen, etc. are used. The supplied combustion gases VG and fuels BS for example, in the combustion chamber 2 ignited. The resulting flame pulsates due to a self-excited periodic-transient combustion and generates a pulsating hot gas flow HGS in the combustion chamber 2 , The pulsating hot gas flow HGS flows from the combustion chamber 2 flow outlet side in a reaction space arrangement 5 , which in the illustrated embodiment, for example, designed as a resonance tube reaction space 5.1 and a downstream of this further reaction space 5.2 includes. In this case, the two reaction spaces 5.1 and 5.2 form a single reaction space. A device section PR ' indicates a region of the device PR which is different from the feeder 3 until at least the end of the formed as a resonance tube reaction space 5.1 extends.

Im Detail werden der Brennstoff BS sowie das notwendige Verbrennungsgas VG gemeinsam (vorgemischt in einer vorgeschalteten Mischkammer) oder getrennt über den Brenner 1 der Brennkammer 2 zugeführt und dort gezündet. Dabei verbrennen der Brennstoff BS und das Verbrennungsgas VG sehr schnell und erzeugen eine Druckwelle in Richtung des Reaktionsraums 5.1, beispielsweise in Richtung des Resonanzrohrs. Durch den geringeren Strömungswiderstand in Richtung des Reaktionsraums 5.1 erfolgt die Ausbreitung einer Druckwelle. Während des akustischen Schwingungsverlaufes wird der Druck in der Brennkammer 2 reduziert, so dass neues Brenngasgemisch oder neuer Brennstoff BS und Verbrennungsgas VG nachströmen kann bzw. können. Dieser Vorgang des Nachströmens durch Druckschwankungen erfolgt selbstregelnd periodisch. Der pulsierende Verbrennungsprozess in der Brennkammer 2 erzeugt die pulsierende Heißgasströmung HGS, welche durch einen hohen Turbulenzgrad gekennzeichnet ist. Die hohe Strömungsturbulenz und die sich stetig wechselnde Strömungsgeschwindigkeit verhindern den Aufbau einer isolierenden Gashülle (Grenzschicht) um die sich aus dem Rohstoffmaterial RM, insbesondere eine Rohstoffmischung, bildenden Partikel P, wodurch ein höherer Wärmeübertrag und Stofftransport (zwischen Rohstoff und Heißgas), das heißt eine schnellere Reaktion bei vergleichsweise niedrigeren Temperaturen, möglich ist. Typischerweise liegt die Verweilzeit bei weniger als einer Sekunde bis wenige Sekunden. Zudem erreicht ein besonders großer Anteil der gebildeten Partikel P eine gewünschte sphärische Form. Zur Abscheidung der Partikel P als Reaktionsprodukt aus dem Heißgasstrom HGS schließt sich an die Reaktionsraumanordnung 5 eine geeignete Abscheidevorrichtung 7 für feinteilige Partikel P oder Feinstpartikel an.In detail, the fuel BS as well as the necessary combustion gas VG together (premixed in an upstream mixing chamber) or separated over the burner 1 the combustion chamber 2 fed and ignited there. The fuel burns BS and the combustion gas VG very fast and create a pressure wave in the direction of the reaction space 5.1 , For example, in the direction of the resonance tube. Due to the lower flow resistance in the direction of the reaction space 5.1 the propagation of a pressure wave occurs. During the acoustic Vibration curve is the pressure in the combustion chamber 2 reduced, so that new fuel gas mixture or new fuel BS and combustion gas VG can flow or can. This process of the subsequent flow through pressure fluctuations takes place automatically and periodically. The pulsating combustion process in the combustion chamber 2 generates the pulsating hot gas flow HGS , which is characterized by a high degree of turbulence. The high flow turbulence and the constantly changing flow velocity prevent the build-up of an insulating gas envelope (boundary layer) around the raw material material RM , in particular a raw material mixture, forming particles P , whereby a higher heat transfer and mass transfer (between raw material and hot gas), that is a faster reaction at relatively lower temperatures, is possible. Typically, the residence time is less than one second to a few seconds. In addition, a particularly large proportion of the particles formed reaches P a desired spherical shape. For the separation of the particles P as a reaction product from the hot gas stream HGS joins the reaction space arrangement 5 a suitable separation device 7 for finely divided particles P or finest particles.

Die Frequenz des pulsierenden Heißgasstroms HGS liegt dabei im Hertz-Bereich, insbesondere in einem Bereich von wenigen Hertz, beispielsweise von größer 5 Hz, insbesondere größer 50 Hz, beispielsweise in einem Bereich von 5 Hz bis 350 Hz. Parameter des Heißgasstroms HGS, wie Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung, sind dabei einstellbar. Dies kann über die Verbrennungsparameter, wie Brennstoffmenge, Luftmenge, Lufttemperatur, Brennstofftemperatur und/oder Flammentemperatur, Ort der Brennstoff-/Luftaufgabe und/oder über Proportionen und/oder Änderungen dieser von Brennkammer 2, Brenner 1 und/oder der Reaktionsraumanordnung 5, insbesondere der Reaktionsräume 5.1 und 5.2, erfolgen.The frequency of the pulsating hot gas flow HGS is in the Hertz range, in particular in a range of a few hertz, for example greater than 5 Hz, in particular greater than 50 Hz, for example in a range of 5 Hz to 350 Hz. Parameters of the hot gas flow HGS , such as amplitude and / or frequency of the vibration, are adjustable. This can be based on the combustion parameters such as fuel quantity, air quantity, air temperature, fuel temperature and / or flame temperature, location of the fuel / air application and / or on proportions and / or changes of these combustion chamber 2 , Burner 1 and / or the reaction space arrangement 5 , in particular the reaction spaces 5.1 and 5.2 , respectively.

Der Reaktionsraum 5.1 ist zum Beispiel als ein Resonanzrohr ausgebildet. Die Brennkammer 2 ist als ein Brennraum ausgebildet, dessen Abmessungen, insbesondere dessen Durchmesser, größer ist als die Abmessungen, insbesondere der Durchmesser des Reaktionsraums 5.1.The reaction space 5.1 is formed, for example, as a resonance tube. The combustion chamber 2 is formed as a combustion chamber whose dimensions, in particular its diameter, is greater than the dimensions, in particular the diameter of the reaction space 5.1 ,

Zwischen der Brennkammer 2 und dem Reaktionsraum 5.1 ist ein Aufgabeort AO angeordnet, an welchem eine Aufgabe von Rohstoffmaterial RM, im Folgenden als Rohstoffmaterialaufgabe bezeichnet, erfolgt. Hierbei werden Rohstoffmaterialien RM in Form von festen, gasförmigen und/oder flüssigen Rohstoffen und/oder Rohstoffmischungen, als Rohstofflösung oder Rohstoffdispersion eingebracht.Between the combustion chamber 2 and the reaction space 5.1 is a job site AO arranged on which a task of raw material RM , hereinafter referred to as raw material task occurs. These are raw material materials RM in the form of solid, gaseous and / or liquid raw materials and / or mixtures of raw materials, introduced as raw material solution or raw material dispersion.

Die Aufgabe des Rohstoffmaterials RM erfolgt somit am oberen Ende der Brennkammer 2, insbesondere am Übergang von Brennkammer 2 zur Reaktionsraumanordnung 5 und außerhalb der Brennkammer 2. Insbesondere erfolgt die Aufgabe des Rohstoffmaterials RM in den Heißgasstrom HGS durch eine Düse, wenn das Rohstoffmaterial RM als Suspension oder Lösung vorliegt.The task of the raw material RM thus takes place at the upper end of the combustion chamber 2 , in particular at the transition from the combustion chamber 2 to the reaction space arrangement 5 and outside the combustion chamber 2 , In particular, the task of raw material occurs RM in the hot gas stream HGS through a nozzle when the raw material RM is present as a suspension or solution.

Beispielsweise erfolgt die Aufgabe des Rohstoffmaterials RM als Suspension aus dem templathaltigen Zeolith und Wasser mittels einer Zweistoffdüse. Hierbei beträgt ein Feststoffgehalt an Zeolith in der Suspension beispielsweise 30 %.For example, the task of raw material occurs RM as a suspension of the templated zeolite and water by means of a two-fluid nozzle. Here, a solids content of zeolite in the suspension, for example, 30%.

Alternativ kann die Aufgabe des Rohstoffmaterials RM auch in Pulverform erfolgen.Alternatively, the task of raw material RM also in powder form.

Zusätzlich kann das Rohstoffmaterial RM aus Richtung des Brenners 1 in die Brennkammer 2 eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Rohstoffmaterial RM auch in den sich daran anschließenden angeordneten Reaktionsraum 5.1, insbesondere in das Resonanzrohr, eingebracht werden. In addition, the raw material material RM from the direction of the burner 1 into the combustion chamber 2 be introduced. Alternatively or additionally, the raw material RM also in the adjoining arranged reaction space 5.1 , in particular in the resonance tube, are introduced.

Hierzu kann die Vorrichtung PR weitere nicht näher dargestellte Aufgabeorte im Bereich der Brennkammer 2, insbesondere am strömungseingangsseitigen Ende, und/oder entlang des Reaktionsraumes 5 aufweisen.For this purpose, the device PR further not shown task locations in the combustion chamber 2 , in particular at the flow inlet-side end, and / or along the reaction space 5 respectively.

In einer möglichen Weiterbildung ist ein Aufgabeort derart im Bereich des Brenners 1, insbesondere am Ausgang des Brenners 1, angeordnet, dass das Rohstoffmaterial RM am strömungseingangsseitigen Ende der Brennkammer 2 eingebracht wird. Dadurch kann ein im Wesentlichen hoher Temperaturgradient erzeugt werden, wobei sich das Rohstoffmaterial RM schneller aufheizt. Insbesondere kann eine Erwärmungsgeschwindigkeit durch Anordnung dieses Aufgabeortes im Bereich des Brenners 1 und am strömungseingangsseitigen Ende der Brennkammer 2 erhöht werden. Des Weiteren wird ein Verkleben und Haften des Stoffes mittels Einsprühens des Rohstoffmaterials RM, beispielsweise in Form einer Flüssigkeit, in einen offenen Raum weitestgehend verhindert.In one possible development, a task location is in the area of the burner 1 , in particular at the output of the burner 1 , arranged that the raw material RM at the flow inlet end of the combustion chamber 2 is introduced. As a result, a substantially high temperature gradient can be generated, whereby the raw material material RM heats up faster. In particular, a heating rate can be achieved by arranging this task location in the area of the burner 1 and at the flow inlet end of the combustion chamber 2 increase. Furthermore, sticking and sticking of the substance by means of spraying the raw material material RM , For example, in the form of a liquid, as far as possible prevented in an open space.

Somit kann auch die Brennkammer 2 selbst einen Reaktionsraum bilden. Im Allgemeinen findet in der Brennkammer 2 die Verbrennung statt und die Erzeugung der pulsierenden Heißgasströmung HGS. Demgegenüber findet in der Reaktionsraumanordnung 5 üblicherweise keine Verbrennung des Brennstoffes BS mehr statt. Es ist aber auch möglich, insbesondere am Eingang des Reaktionsraums 5.1 und somit im Bereich des oberen Endes der Brennkammer 2 zusätzlich Brennstoff BS und/oder Verbrennungsgas VG als Zwischenfeuerung zuzuführen. Ebenso ist es möglich, in die Brennkammer 2 Rohstoffmaterial RM über den optionalen Aufgabeort im Bereich des Brenners 1, insbesondere am Ausgang des Brenners 1, zuzuführen. In diesem Fall bildet die Brennkammer 2 auch einen Reaktionsraum, da dort ebenfalls Material behandelt wird.Thus, also the combustion chamber 2 even form a reaction space. Generally takes place in the combustion chamber 2 the combustion takes place and the generation of the pulsating hot gas flow HGS , In contrast, takes place in the reaction space arrangement 5 usually no combustion of the fuel BS more instead. But it is also possible, especially at the entrance of the reaction space 5.1 and thus in the region of the upper end of the combustion chamber 2 additional fuel BS and / or combustion gas VG as an intermediate firing supply. It is also possible to enter the combustion chamber 2 Raw material material RM via the optional task location in the area of the burner 1 , in particular at the output of the burner 1 to feed. In this case, the combustion chamber forms 2 also a reaction space, since there is also treated material.

Der Reaktionsraumanordnung 5 ist die Abscheidevorrichtung 7 nachgeschaltet. Das Rohstoffmaterial RM wird mittels der Heißgasströmung HGS von der zumindest einen Materialaufgabe über die Reaktionsraumanordnung 5 unter Bildung der Partikel P zu der Abscheidevorrichtung 7 geführt und transportiert. Die Abscheidevorrichtung 7 ist beispielsweise ein Zyklonabscheider oder ein Filter, insbesondere ein Heißgasfilter. Aus der Abscheidevorrichtung 7 werden die gefertigten Partikel P abgeschieden.The reaction space arrangement 5 is the separator 7 downstream. The raw material RM is by means of the hot gas flow HGS from the at least one material task via the reaction space arrangement 5 forming the particles P to the separation device 7 guided and transported. The separation device 7 is for example a cyclone separator or a filter, in particular a hot gas filter. From the separator 7 become the manufactured particles P deposited.

Durch den infolge der Verbrennung in die Reaktionsraumanordnung 5 ausströmenden Heißgasstrom HGS wird ein Unterdruck in der Brennkammer 2 erzeugt und somit der Überdruck reduziert, so dass nachströmende Verbrennungsgase VG und/oder Brennstoffe BS selbst zünden. Dieser Vorgang des Nachströmens durch Druck und Unterdruck erfolgt selbst regelnd periodisch. Der pulsierende Verbrennungsprozess in der Brennkammer 2 setzt mit der Ausbreitung einer Druckwelle in der Reaktionsraumanordnung 5 und somit in den Reaktionsräumen 5.1, 5.2 Energie frei und regt dort eine akustische Schwingung an.Due to the combustion in the reaction space arrangement 5 outflowing hot gas stream HGS becomes a negative pressure in the combustion chamber 2 generates and thus reduces the pressure, so that inflowing combustion gases VG and / or fuels BS light yourself. This process of the subsequent flow by pressure and negative pressure is self-regulating periodically. The pulsating combustion process in the combustion chamber 2 continues with the propagation of a pressure wave in the reaction space arrangement 5 and thus in the reaction spaces 5.1 . 5.2 Energy free and stimulates an acoustic vibration there.

In dem Heißgasstrom HGS erfolgt die Partikelbehandlung. Der erzeugte Heißgasstrom HGS weist vorzugsweise eine Verbrennungsfrequenz von 5 Hz bis 350 Hz auf. Eine Prozesstemperatur wird beispielsweise im Bereich von 500°C bis 900°C, beispielsweise von 600 °C bis 900 °C, beispielsweise von 700 °C bis 900 °C, beispielsweise von 700 °C bis 800 °C, eingestellt.In the hot gas stream HGS the particle treatment takes place. The generated hot gas stream HGS preferably has a combustion frequency of 5 Hz to 350 Hz. A process temperature is set, for example, in the range of 500 ° C to 900 ° C, for example, from 600 ° C to 900 ° C, for example, from 700 ° C to 900 ° C, for example, from 700 ° C to 800 ° C.

Zur Einstellung und Überwachung der Prozesstemperatur werden an verschiedenen Positionen an der Vorrichtung PR Drücke, Temperaturen und Durchflussmengen sowie Betriebsparameter von Komponenten der Vorrichtung PR gemessen.For setting and monitoring the process temperature are at different positions on the device PR Pressures, temperatures and flow rates as well as operating parameters of components of the device PR measured.

Innerhalb der Reaktionsraumanordnung 5 werden die in den Zeolithpartikeln enthaltenen Template innerhalb des Heißgasstroms HGS verbrannt, wobei aufgrund des dem als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraums 5.1 nachgeschalteten weiteren Reaktionsraums 5.2 eine Verweildauer des Zeoliths im Heißgasstrom HGS verlängert wird. Hierdurch kann in einfacher Weise eine vollständige Verbrennung der Template erreicht werden. Des Weiteren werden bei der Detemplatisierung insbesondere Glühverluste von weniger als 10 Gew.% und ein Kohlenstoffgehalt im detemplatisierten Zeolith von weniger als 0,1 Gew.% bei Beibehaltung der Kristallstruktur des Zeoliths realisiert.Within the reaction space arrangement 5 become the template contained in the zeolite particles within the hot gas stream HGS burned, due to the reaction chamber designed as a resonance tube 5.1 downstream further reaction space 5.2 a residence time of the zeolite in the hot gas stream HGS is extended. As a result, a complete combustion of the template can be achieved in a simple manner. Furthermore, in the case of detemplation, in particular incandescence losses of less than 10% by weight and a carbon content in the detemplated zeolite of less than 0.1% by weight are achieved while retaining the crystal structure of the zeolite.

Aufgrund der kurzen Verweilzeit des Zeoliths im Heißgasstrom HGS und der Betriebsweise der als Pulsationsreaktor ausgebildeten Vorrichtung PR findet in überraschender Weise trotz der Prozesstemperatur im Bereich von 500 °C bis 900 °C keine Schädigung oder Verbrennung des Zeoliths statt.Due to the short residence time of the zeolite in the hot gas stream HGS and the operation of the device designed as Pulsationsreaktor PR surprisingly, despite the process temperature in the range of 500 ° C to 900 ° C takes place no damage or combustion of the zeolite.

Anschließend werden beispielsweise mittels Kühlluft, insbesondere gefilterter Umgebungsluft, der Heißgasstrom HGS und die darin befindlichen Partikel P gekühlt. Die im Heißgasstrom HGS gebildeten feinteiligen Partikel P gelangen anschließend in die Abscheidevorrichtung 7, die an die Reaktionsraumanordnung 5 anschließt. In der Abscheidevorrichtung 7 erfolgt beispielsweise die Pulverabscheidung, indem die gebildeten Partikel P, d. h. der detemplatisierte Zeolith, vom Heißgasstrom HGS abgetrennt werden.Subsequently, for example by means of cooling air, in particular filtered ambient air, the hot gas flow HGS and the particles in it P cooled. The in the hot gas stream HGS formed finely divided particles P then enter the separation device 7 attached to the reaction space arrangement 5 followed. In the separator 7 For example, the powder deposition takes place by the particles formed P , ie the detemplated zeolite, from the hot gas stream HGS be separated.

Der Abscheidevorrichtung 7 ist eine Abgasnachbehandlung 8 nachgeschaltet, mittels welcher eine Reinigung eines entstehenden Abgases A erfolgt. Hierbei wird beispielsweise im Abgas A befindlicher Bromwasserstoff, kurz HBr, bei der Detemplatisierung eines Silikaliths, welches als Templat Tetrapropylammoniumbromid enthält, aus dem Abgas A entfernt. Das Abgas A wird anschließend beispielsweise über einen Kamin 9 in die Umgebung zurückgeführt.The separator 7 is an exhaust aftertreatment 8th downstream, by means of which a purification of a resulting exhaust gas A he follows. This is for example in the exhaust A present hydrogen bromide, short HBr, in the detemplation of a silicalite, which contains as a template tetrapropylammonium bromide, from the exhaust gas A away. The exhaust A is then, for example, a fireplace 9 returned to the environment.

In einer möglichen Ausgestaltung wird zu einer Oberflächenmodifizierung des detemplatisierten Zeoliths der Vorrichtung PR zusätzlich ein Oberflächenmodifikator vor der Abkühlung des Heißgasstroms HGS und der Partikel P sowie der Abscheidung derselben zugeführt. Eine Aufgabe des Oberflächenmodifaktors erfolgt beispielsweise im weiteren Reaktionsraum 5.2. Die Aufgabe kann dabei mittels einer Verdüsung erfolgen.In one possible embodiment, a surface modification of the detemplated zeolite of the device PR additionally a surface modifier before cooling the hot gas stream HGS and the particle P and the deposition of the same supplied. An object of the surface modifier takes place, for example, in the further reaction space 5.2 , The task can be done by means of atomization.

Der Oberflächenmodifikator ist beispielsweise 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilan.The surface modifier is, for example, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane.

Innerhalb des Heißgasstroms HGS werden die Partikel P und der Oberflächenmodifikator derart thermisch behandelt, dass der Oberflächenmodifikator sich an den Zeolith anbindet und sich als Partikel P oberflächenmodifizierte bilden. Hierzu wird in dem Bereich der Vorrichtung PR, in welchem die Oberflächenmodifizierung stattfindet, beispielsweise eine Prozesstemperatur im Bereich von 500 °C bis 850 °C, beispielsweise von 550 °C bis 700 °C, beispielsweise von 580 °C bis 670 °C, eingestellt. Die Einstellung der Prozesstemperatur erfolgt beispielsweise anhand einer Einstellung eines Luft-/Brennstoffgemisches am Eingang des Brenners 1, wobei die Prozesstemperatur insbesondere derart gewählt wird, dass das Lösungsmittel möglichst vollständig verbrennt, keine Verpuffungen stattfinden und der Oberflächenmodifikator nicht beschädigt oder verbrannt wird.Inside the hot gas stream HGS become the particles P and the surface modifier is thermally treated such that the surface modifier attaches to the zeolite and forms a particle P form surface-modified. For this purpose, in the area of the device PR in which the surface modification takes place, for example, a process temperature in the range of 500 ° C to 850 ° C, for example, from 550 ° C to 700 ° C, for example, from 580 ° C to 670 ° C, adjusted. The setting of the process temperature, for example, by adjusting an air / fuel mixture at the entrance of the burner 1 , wherein the process temperature is chosen in particular such that the Solvent burns as completely as possible, no deflagration take place and the surface modifier is not damaged or burned.

Zur Einstellung und Überwachung der Prozesstemperatur werden an verschiedenen Positionen an der Vorrichtung PR Drücke, Temperaturen und Durchflussmengen sowie Betriebsparameter von Komponenten der Vorrichtung PR gemessen.For setting and monitoring the process temperature are at different positions on the device PR Pressures, temperatures and flow rates as well as operating parameters of components of the device PR measured.

Aufgrund der kurzen Verweilzeit des Oberflächenmodifikators im Heißgasstrom HGS und der Betriebsweise der als Pulsationsreaktor ausgebildeten Vorrichtung PR findet in überraschender Weise trotz der Prozesstemperatur im Bereich von 500 °C bis 850 °C keine Schädigung oder Verbrennung des temperaturempfindlichen Oberflächenmodifikators statt.Due to the short residence time of the surface modifier in the hot gas stream HGS and the operation of the device designed as Pulsationsreaktor PR surprisingly, despite the process temperature in the range of 500 ° C to 850 ° C, no damage or combustion of the temperature-sensitive surface modifier takes place.

In dem Ausführungsbeispiel, in welchem der Zeolith ein Silikalith und der Oberflächenmodifikator 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilan ist, wird als Produkt ein partikelförmiger oberflächenmodifizierter Zeolith erhalten, welcher hydrophob und somit in Wasser nicht oder zumindest nur teilweise lösbar ist. In the embodiment in which the zeolite is a silicalite and the surface modifier is 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane, the product obtained is a particulate surface-modified zeolite which is hydrophobic and thus not or only partially soluble in water.

2 zeigt ein zweites mögliches Ausführungsbeispiel der Vorrichtung PR zur Herstellung von Partikeln P. 2 shows a second possible embodiment of the device PR for the production of particles P ,

Dabei umfasst die Abgasnachbehandlung 8 zusätzlich zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel zumindest einen Wäscher 8.1 und ein Gebläse 8.2. Der Wäscher 8.1 ist beispielsweise zu einer Befreiung des Abgases A von Bromwasserstoff mit Natriumhydroxid befüllt.This includes the exhaust aftertreatment 8th in addition to the in 1 illustrated first embodiment, at least one scrubber 8.1 and a fan 8.2 , The scrubber 8.1 is for example a liberation of the exhaust gas A of hydrogen bromide filled with sodium hydroxide.

In 3 ein drittes mögliches Ausführungsbeispiel der Vorrichtung PR zur Herstellung von Partikeln P dargestellt.In 3 a third possible embodiment of the device PR for the production of particles P shown.

Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Reaktionsraumanordnung 5 lediglich den als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraum 5.1. Somit kann eine kürzere Verweildauer des Zeoliths und/oder des Oberflächenmodifikators innerhalb des Heißgasstroms HGS realisiert werden.Unlike the in 1 illustrated first embodiment includes the reaction space arrangement 5 only the reaction space designed as a resonance tube 5.1 , Thus, a shorter residence time of the zeolite and / or the surface modifier within the hot gas stream HGS will be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennerburner
22
Brennkammercombustion chamber
33
Zuführungfeed
55
ReaktionsraumanordnungReaction chamber arrangement
5.15.1
Reaktionsraumreaction chamber
5.25.2
Reaktionsraumreaction chamber
77
Abscheidevorrichtungseparating
88th
Abgasnachbehandlungexhaust aftertreatment
8.18.1
Wäscherwasher
8.28.2
Gebläsefan
99
Kamin fireplace
AA
Abgasexhaust
AOAO
AufgabeortAufgabeort
BSBS
Brennstofffuel
HGSHGS
HeißgasstromHot gas stream
PP
Partikelparticle
RR
Strömungsrichtungflow direction
PRPR
Vorrichtungdevice
PR'PR '
Vorrichtungsabschnittdevice section
RMRM
RohstoffmaterialRaw material material
VGVG
Verbrennungsgascombustion gas

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004044266 A1 [0012]DE 102004044266 A1 [0012]

Claims (14)

Vorrichtung (PR) zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenigen Millimetern, aus mindestens einem einen templathaltigen Zeolith umfassenden Rohstoffmaterial (RM), umfassend - mindestens einen Brenner (1) und eine sich an den Brenner (1) anschließende Brennkammer (2) zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms (HGS), - eine sich an die Brennkammer (2) anschließende Reaktionsraumanordnung (5), - einen zwischen der Brennkammer (2) und der Reaktionsraumanordnung (5) angeordneten Aufgabeort (AO) zur Aufgabe des Rohstoffmaterials (RM).Device (PR) for the detemination of a zeolite, in particular for the production of nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles (P), for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, of at least one templated zeolite comprising raw material (RM), comprising at least one burner (1) and a combustion chamber (2) adjoining the burner (1) for generating a pulsating hot gas flow (HGS), a reaction space arrangement (5) adjoining the combustion chamber (2), - A between the combustion chamber (2) and the reaction space arrangement (5) arranged task location (AO) for the task of raw material (RM). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reaktionsraumanordnung (5) einen als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraum (5.1) umfasst.Device after Claim 1 wherein the reaction space arrangement (5) comprises a reaction space (5.1) formed as a resonance pipe. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Reaktionsraumanordnung (5) einen weiteren Reaktionsraum (5.2) umfasst, welcher dem Reaktionsraum (5.1) nachgeschaltet ist.Device after Claim 2 , wherein the reaction space arrangement (5) comprises a further reaction space (5.2), which is connected downstream of the reaction space (5.1). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reaktionsraumanordnung (5) eine Abscheidevorrichtung (7) nachgeschaltet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the reaction space arrangement (5) is followed by a separation device (7). Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Abscheidevorrichtung (7) eine Abgasnachbehandlung (8) nachgeschaltet ist.Device after Claim 4 , wherein the separation device (7) an exhaust aftertreatment (8) is connected downstream. Verfahren zur Detemplatisierung eines Zeoliths, insbesondere zur Herstellung von nano- und/oder mikroskaligen oder nano- und/oder mikrokristallinen detemplatisierten Zeolith-Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikel größe von 10 nm bis wenigen Millimetern, aus mindestens einem einen templathaltigen Zeolith umfassenden Rohstoffmaterial (RM) mittels einer Vorrichtung (PR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Rohstoffmaterial (RM) am Aufgabeort (AO) einer mittels des Brenners (1) erzeugten Flamme derart zugeführt wird, dass sich ein das Rohstoffmaterial (RM) führender Heißgasstrom (HGS) bildet, - das Rohstoffmaterial (RM) im Hei0gasstrom (HGS) in der Reaktionsraumanordnung (5) derart thermisch behandelt wird, dass zumindest ein Templat zumindest teilweise aus dem templathaltigen Zeolith entfernt wird, und - nach Durchströmen der Reaktionsraumanordnung (5) der detemplatisierte Zeolith vom Heißgasstrom (HGS) getrennt wird.Process for the detemification of a zeolite, in particular for the production of nano- and / or microscale or nano- and / or microcrystalline detemplated zeolite particles (P), for example with an average particle size of 10 nm to a few millimeters, of at least one templated zeolite comprehensive raw material (RM) by means of a device (PR) according to one of the preceding claims, wherein the raw material (RM) at the point of application (AO) is supplied to a flame produced by the burner (1) in such a way that a hot gas stream (HGS) leading to the raw material (RM) forms, - The raw material (RM) in Hei0gasstrom (HGS) in the reaction space arrangement (5) is thermally treated such that at least one template is at least partially removed from the templathaltigen zeolite, and - After flowing through the reaction space arrangement (5) of the detemplated zeolite from the hot gas stream (HGS) is separated. Verfahren nach Anspruch 6, - wobei der Heißgasstrom (HGS) mit dem Rohstoffmaterial (RM) durch einen als Resonanzrohr ausgebildeten Reaktionsraum (5.1) und einen weiteren Reaktionsraum (5.2), welcher dem Reaktionsraum (5.1) nachgeschaltet ist, geleitet und thermisch behandelt wird.Method according to Claim 6 , - wherein the hot gas stream (HGS) with the raw material (RM) through a designed as a resonance tube reaction space (5.1) and another reaction space (5.2), which is downstream of the reaction space (5.1), passed and thermally treated. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei als Rohstoffmaterial (RM) - der templathaltige Zeolith in Pulverform oder - der templathaltige Zeolith in einer Suspension mit Wasser verwendet wird.Method according to Claim 6 or 7 , wherein as a raw material material (RM) - the templated zeolite in powder form or - the templated zeolite is used in a suspension with water. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei in der Reaktionsraumanordnung (5) eine Prozesstemperatur im Bereich von 500°C bis 900°C eingestellt wird.Method according to one of Claims 6 to 8th , wherein in the reaction space arrangement (5) a process temperature in the range of 500 ° C to 900 ° C is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei als templathaltiger Zeolith ein Silikalith verwendet wird, welches als Templat Tetrapropylammoniumhydroxid und/oder Tetrapropylammoniumbromid umfasst.Method according to one of Claims 6 to 9 in which the templated zeolite used is a silicalite which comprises as template tetrapropylammonium hydroxide and / or tetrapropylammonium bromide. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Heißgasstrom (HGS) mit dem detemplatisierten Zeolith nach Durchströmung der Reaktionsraumanordnung (5) gekühlt wird und anschließend der Abscheidevorrichtung (7) zur Trennung des oberflächenmodifzierten Zeoliths aus dem Heißgasstrom (HGS) zugeführt wird.Method according to one of Claims 6 to 10 , wherein the hot gas stream (HGS) is cooled with the detemplated zeolite after flowing through the reaction space arrangement (5) and then the separation device (7) for separating the surface-modified zeolite from the hot gas stream (HGS) is supplied. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Heißgasstrom (HGS) nach der Abscheidung einer Reinigung zugeführt wird.Method according to Claim 11 , wherein the hot gas stream (HGS) is supplied after the separation of a cleaning. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei - der in dem Heißgasstrom (HGS) befindliche detemplatisierte Zeolith in der Vorrichtung (PR) derart thermisch behandelt wird, dass sich ein ebenfalls dem Heißgasstrom (HGS) zugeführter Oberflächenmodifikator an den Zeolith anbindet, und - nach Durchströmen der Reaktionsraumanordnung (5) der oberflächenmodifzierte Zeolith vom Heißgasstrom (HGS) getrennt wird.Method according to one of Claims 6 to 10 in which the detemplated zeolite present in the hot gas stream (HGS) is thermally treated in the device (PR) in such a way that a surface modifier also supplied to the hot gas stream (HGS) bonds to the zeolite, and - after flowing through the reaction space arrangement (5) surface-modified zeolite is separated from the hot gas stream (HGS). Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Heißgasstrom (HGS) mit dem oberflächenmodifzierten Zeolith gekühlt wird und anschließend der Abscheidevorrichtung (7) zur Trennung des oberflächenmodifzierten Zeoliths aus dem Heißgasstrom (HGS) zugeführt wird.Method according to Claim 13 in which the hot gas stream (HGS) is cooled with the surface-modified zeolite and then fed to the separation device (7) for separating the surface-modified zeolite from the hot gas stream (HGS).
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